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全球能源轉(zhuǎn)型浪潮下
塑料革新驅(qū)動(dòng)可再生能源變革
在全球能源結(jié)構(gòu)向低碳化轉(zhuǎn)變，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化的背景下，可再生能源的需求正持續(xù)增長(zhǎng)。新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對(duì)材料性能提出更高的要求。高性能高分子材料、熱塑性複合材料的輕量化、耐候性、可設(shè)計(jì)性及成本優(yōu)勢(shì)，使其成為光伏、海洋和風(fēng)能、氫能等領(lǐng)域的核心支撐。
文章來(lái)源：雅式橡塑網(wǎng)（www.AdsaleCPRJ.com）
國(guó)際能源署（IEA）最新報(bào)告顯示，2024年至2030年間，全球新增超過(guò)5,500 GW的可再生能源產(chǎn)能，其中太陽(yáng)能光伏佔(zhàn)比達(dá)80%，增長(zhǎng)主要來(lái)自多個(gè)大型太陽(yáng)能和屋頂太陽(yáng)能專案的建設(shè)。
全球諮詢機(jī)構(gòu)TrendForce預(yù)測(cè)，2025年全球光伏新增裝機(jī)將達(dá)596 GW，同比增長(zhǎng)6.0%。隨著全球光伏裝機(jī)量持續(xù)增長(zhǎng)，太陽(yáng)能電池板部件的需求也在激增。在封裝膠膜、背板、面板、結(jié)構(gòu)件和其他部件中，塑料憑藉其輕量化、低碳化、低成本等優(yōu)勢(shì)，在光伏系統(tǒng)的發(fā)展擔(dān)當(dāng)重要的角色。尤其是複合材料具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐候性能強(qiáng)、能源效率高等優(yōu)勢(shì)，正成為傳統(tǒng)金屬材料的替代材料。
輕量化與低碳化
在追求可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)下，減重、降碳已成眾多行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵。從交通到能源領(lǐng)域，既是環(huán)保剛需，更是提升經(jīng)濟(jì)效益與資源利用效率的關(guān)鍵。
巴斯夫（BASF）創(chuàng)新光伏邊框整合解決方案將聚氨酯材料邊框與水性塗料相結(jié)合，同時(shí)配合工程塑料角碼，為光伏應(yīng)用提供更耐腐蝕、絕緣性能更強(qiáng)且更輕質(zhì)的解決方案，適應(yīng)在“海、漠、房”等更多光伏行業(yè)終端應(yīng)用。該方案較傳統(tǒng)鋁制邊框，能夠減重30%，碳足跡顯著降低85%。
耐候性與低成本
光伏膠膜是封裝的關(guān)鍵輔材，主要發(fā)揮保護(hù)電池片的作用。由於光伏元件工作環(huán)境都處?kù)堵短飙h(huán)境，因此，光伏封裝膠膜在多種環(huán)境下，需具備良好的耐侵蝕性、耐熱性、耐氧化性、耐紫外線老化性等特點(diǎn)。在追求高性能的同時(shí)，降本也成為光伏膠膜行業(yè)重要發(fā)展方向。
萬(wàn)華化學(xué)2024年投產(chǎn)的WANSUPER?聚烯烴彈性體（POE）可應(yīng)用於光伏的封裝膠膜，透光率＞91%，耐候性提升20%，適配雙玻組件需求，並且降低封裝成本15%。
用於太陽(yáng)能跟蹤器軸承的Delrin?材料專為光伏應(yīng)用設(shè)計(jì)，能長(zhǎng)期耐受戶外環(huán)境，具備優(yōu)異的抗衝擊強(qiáng)度、抗紫外線性能和熱穩(wěn)定性，適合用於光伏跟蹤系統(tǒng)，確保電池板全天高效跟蹤太陽(yáng)。
布魯克納（Brückner）的拉伸薄膜生產(chǎn)線採(cǎi)用了先進(jìn)的拉伸技術(shù)，如線性電機(jī)同步拉伸（LISIM）技術(shù)等，能夠生產(chǎn)出厚度極薄的薄膜，厚度可達(dá)2.5微米甚至更薄。
能源效率提高
通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新提升光伏系統(tǒng)效能已成為實(shí)現(xiàn)"雙碳"目標(biāo)的重要途徑。除了元件優(yōu)化、系統(tǒng)集成外，材料革新也成為光伏產(chǎn)業(yè)突破效率界限的因素之一。
巴斯夫（BASF）創(chuàng)新阻燃材料組合（Ultramid? PA聚醯胺，Ultradur? PBT聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯及Elastollan? TPU熱塑性聚氨酯等）助力協(xié)同光伏板的發(fā)電效率最大化，保證設(shè)備的安全性和可靠性。
沙特基礎(chǔ)工業(yè)（SABIC）適用於光伏封裝材料的FORTIFY? PV POE，體積電阻率比EVA更高，使用時(shí)間越長(zhǎng)、模組功率越高，能夠保持低漏電流水平，確保光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)作持續(xù)穩(wěn)定，滿足不斷增長(zhǎng)的能源需求。
在全球?qū)稍偕茉葱枨蟛粩嘣鲩L(zhǎng)的背景下，海上風(fēng)電市場(chǎng)展現(xiàn)出強(qiáng)勁發(fā)展勢(shì)頭。根據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)（GWEC）預(yù)測(cè)，2024年至2026年全球海上風(fēng)電新增裝機(jī)量分別為18 GW、23 GW和29 GW。
隨著海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海發(fā)展，對(duì)葉片長(zhǎng)度的需求將持續(xù)增加，開發(fā)大型化、輕量化和低成本的風(fēng)電葉片是未來(lái)趨勢(shì)。複合材料因其輕質(zhì)高強(qiáng)度、可設(shè)計(jì)性及低成本等優(yōu)勢(shì)，成為風(fēng)電行業(yè)不可替代的主體材料。
目前，複合材料在整個(gè)風(fēng)電葉片中的重量一般佔(zhàn)到90%以上，其中承力結(jié)構(gòu)由玻璃纖維或碳纖維複合材料組成，具有高強(qiáng)度、低密度的特點(diǎn)，能夠有效減輕葉片重量，提高葉片的捕捉風(fēng)能效率和運(yùn)行穩(wěn)定性。
中國(guó)巨石股份有限公司自主研發(fā)的E8、E9系列高性能玻璃纖維複合材料製造的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片，重量減輕約30%，發(fā)電效率提高約10%。
另一方面，由於海上風(fēng)電設(shè)備長(zhǎng)期暴露於海洋等特殊環(huán)境中，一些基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部件易受電化學(xué)腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂等影響。先進(jìn)的高性能高分子材料有助於耐腐蝕，提高海上風(fēng)電輸電系統(tǒng)的整體壽命。
恩欣格（Ensinger）在風(fēng)電葉片碳纖維複合材料市場(chǎng)中佔(zhàn)據(jù)重要地位，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用於風(fēng)電葉片的製造，有助於提高葉片的強(qiáng)度和耐久性。
隨著氫能技術(shù)的快速發(fā)展，耐化學(xué)性能優(yōu)異的聚合物材料在氫能領(lǐng)域的重要性日益明顯。這些材料廣泛應(yīng)用於質(zhì)子交換膜、儲(chǔ)氫瓶、電解水制氫設(shè)備等多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
據(jù)《國(guó)際氫能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告2023》預(yù)測(cè)，2050年全球氫能需求增長(zhǎng)至現(xiàn)今需求的10倍，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)值超過(guò)2.5萬(wàn)億美元。氫能的發(fā)展對(duì)聚合物材料的應(yīng)用展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。
作為氫燃料電池中核心元件之一，質(zhì)子交換膜（PEM）需要具備高質(zhì)子傳導(dǎo)率、低氣體滲透率和優(yōu)異的耐化學(xué)穩(wěn)定性。
科慕（Chemours）憑藉深厚技術(shù)積累，其生產(chǎn)的Nafion系列全氟磺酸膜，長(zhǎng)期在質(zhì)子交換膜市場(chǎng)佔(zhàn)據(jù)領(lǐng)先地位。日本旭化成（Asahi Kasei Corporation）的Aciplex膜是一種全氟磺酸質(zhì)子交換膜，全氟磺酸具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，能夠在強(qiáng)酸、強(qiáng)鹼等惡劣化學(xué)環(huán)境中穩(wěn)定工作，不易發(fā)生化學(xué)降解。
儲(chǔ)氫瓶方面，IV型瓶瓶體全部為樹脂，易於成型。主要內(nèi)膽材料為PA內(nèi)襯加CF複合材料纏繞，阿科瑪（Arkema）生物基PA11應(yīng)用於高壓儲(chǔ)氫氣瓶?jī)?nèi)膽上，具有優(yōu)良?xì)錃庾韪粜?、抗高壓氫氣起泡、耐高低溫、環(huán)保、加工性優(yōu)異等特性。
隨著可再生能源的蓬勃發(fā)展，高性能高分子材料與複合材料在光伏、風(fēng)能、氫能等領(lǐng)域發(fā)揮著核心支撐作用。材料創(chuàng)新不僅推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)升級(jí)，更是助力全球能源結(jié)構(gòu)向低碳化、可持續(xù)化方向邁進(jìn)。
